本网讯（通讯员 何睿 图片 何睿）近日，我院植物病害生态防控科技创新团队在读硕士生凡趁杰作为第一作者在国际知名期刊Science of the Total Environment（中科院一区，IF：9.8）正式发表题为“Cu-II-directed self-assembly of fullerenols to ameliorate copper stress in maize seedlings”的研究论文（2024, 929:172416）。该研究解析了Cu2+诱导水溶性零维碳纳米酶（富勒醇）自组装体缓解铜胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长的解毒诱抗机制。
铜基农用化学品的广泛使用会导致土壤中铜过量积累，进而胁迫农作物生长。富勒醇在帮助农作物建立对干旱、低温、盐碱等环境胁迫方面发挥出重要作用，然而，其在提高作物重金属耐受性（包括铜耐受）方面的作用却仍知之甚少。
该研究首先在体外调查Cu2+诱导富勒醇的自组装作用机制（静电吸引和配位作用双驱动），并通过精确调控富勒醇和CuSO4的投料比，选择性地制备出水溶性Cu2+-富勒醇纳米配合物和水不溶性Cu2+-富勒醇纳米杂化物（图1）。其次，解析了在水培条件下，富勒醇与Cu2+互作保护玉米耐受铜胁迫的解毒诱抗双重机理（图2）；通过富勒醇-Cu2+相互作用直接解毒，抑制根部对Cu2+的摄入（不溶性Cu2+-富勒醇纳米杂化物的固化作用），同时降低体内游离Cu2+含量（Cu2+与富勒醇复合成纳米配合物）；通过富勒醇-玉米相互作用维持活性氧稳态，并优化Cu2+的转运和外排来增强抗性。
该研究首先在体外调查Cu2+诱导富勒醇的自组装作用机制（静电吸引和配位作用双驱动），并通过精确调控富勒醇和CuSO4的投料比，选择性地制备出水溶性Cu2+-富勒醇纳米配合物和水不溶性Cu2+-富勒醇纳米杂化物（图1）。其次，解析了在水培条件下，富勒醇与Cu2+互作保护玉米耐受铜胁迫的解毒诱抗双重机理（图2）；通过富勒醇-Cu2+相互作用直接解毒，抑制根部对Cu2+的摄入（不溶性Cu2+-富勒醇纳米杂化物的固化作用），同时降低体内游离Cu2+含量（Cu2+与富勒醇复合成纳米配合物）；通过富勒醇-玉米相互作用维持活性氧稳态，并优化Cu2+的转运和外排来增强抗性。
图1 水溶性纳米复合物Cu2+@Fol (a,b,e)和水不溶纳米杂化物Cu2+@Fol-2 (c,d,f)的TEM图、DLS图
图2 Fol通过解毒和诱导抗性提高铜胁迫下玉米耐受性的机理示意图
该研究不仅为制备金属阳离子-富勒烯水溶性纳米配合物开辟了新的制备策略，为研究碳纳米酶保护作物耐受重金属胁迫研究提供了理论依据，也为碳纳米酶应用于土壤重金属污染修复研究提供了潜在的参考价值。
我院何睿副教授与生命学院邰付菊教授为共同通讯作者，植物病害生态防控科技创新团队吴家锴博士、毋青男副教授、蒋士君教授、周扬教授、硕士生梁清源、王艳以及生命学院硕士生陈培梅参与了该研究工作。该研究获河南自然科学基金（242300420156；222300420461；162300410154）、河南省留学人员科研择优资助、河南农业大学科技创新项目等项目资助。近日，凡趁杰同学的硕士毕业论文外审又获得“双A并推荐申报优秀毕业论文”的好消息。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172416
我院何睿副教授与生命学院邰付菊教授为共同通讯作者，植物病害生态防控科技创新团队吴家锴博士、毋青男副教授、蒋士君教授、周扬教授、硕士生梁清源、王艳以及生命学院硕士生陈培梅参与了该研究工作。该研究获河南自然科学基金（242300420156；222300420461；162300410154）、河南省留学人员科研择优资助、河南农业大学科技创新项目等项目资助。近日，凡趁杰同学的硕士毕业论文外审又获得“双A并推荐申报优秀毕业论文”的好消息。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.172416
